JP7462295B2 - 計量装置 - Google Patents

Description

本開示は、計量装置に関する。

従来、物品が搬送される搬送部と、搬送部に加わる物品の荷重の計量成分に対応する原信号を出力する計量部と、計量部が受ける外乱振動に対応する振動原信号を出力する外乱振動検出部と、原信号及び振動原信号に基づいて、物品の荷重についての計量処理を行う処理部と、を備える計量装置が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０００－３９３５５号公報

上述したような計量装置においては、外乱振動検出部の検出結果は、計量装置が設置される場所の振動状況等に応じて、所定のフィルタリング処理のフィルタ特性及び感度の調整をすることで、計量装置の計量性能を十分に発揮させるように計量処理に用いることができる。しかしながら、このようなフィルタ特性及び感度を調整する外乱振動検出部の設定作業は、単なる計量装置の使用者にとっては困難である。よって、外乱振動検出部の検出結果を用いる場合、通常、計量装置の設計者又は熟練者による設定作業が要される。

本開示は、物品の荷重についての計量処理を行う際に計量部の原信号に加えて外乱振動検出部の振動原信号を用いるか否かについて、計量装置の使用者の設定作業の負担軽減を図ることが可能となる計量装置を提供することを目的とする。

本開示に係る計量装置は、物品を搬送可能な搬送部と、搬送部に加わる力の計量成分に対応する原信号を出力する計量部と、計量部が受ける外乱振動に対応する振動原信号を出力する外乱振動検出部と、原信号に少なくとも基づいて、搬送部の動作中に搬送部上に物品が位置する場合の計量処理を行う処理部と、を備え、処理部は、搬送部の動作中に搬送部上に物品が位置していない場合に出力される原信号及び振動原信号に基づいて、振動原信号を用いた計量処理を行うか否かの判定処理を行い、判定処理の判定結果に応じて計量処理を行う。

この計量装置によれば、処理部によって、搬送部の動作中に搬送部上に物品が位置していない場合に（いわゆる空運転時に）出力される原信号及び振動原信号に基づいて、振動原信号を用いた計量処理を行うか否かが判定される。判定処理の判定結果に応じて、処理部によって計量処理が行われる。これにより、計量部の原信号に加えて外乱振動検出部の振動原信号を用いた方が適切か、あるいは外乱振動検出部の振動原信号を用いない方が適切かが、計量装置及びその周囲の状況（例えば、計量装置自体の振動、外部から計量装置に伝達される振動等）に応じて処理部の判定結果として得られるため、例えば計量装置の設計者又は熟練者による設定作業を省くことが可能となる。したがって、上記計量装置によれば、物品の荷重についての計量処理を行う際に計量部の原信号に加えて外乱振動検出部の振動原信号を用いるか否かについて、計量装置の使用者の設定作業の負担軽減を図ることが可能となる。

処理部は、振動原信号を用いた計量処理を行うと判定した場合、原信号及び振動原信号を用いて計量処理を行い、振動原信号を用いた計量処理を行わないと判定した場合、振動原信号を用いないで計量処理を行ってもよい。この場合、処理部の判定結果を利用して、処理部が計量処理を行う際に振動原信号を用いるか否かを自動的に選択することができる。

上記計量装置は、表示情報を表示する表示部と、振動原信号を用いた計量処理を行うか否かを選択するための選択入力操作を受け付ける入力部と、を更に備え、処理部は、原信号及び振動原信号に関する比較についての表示情報を表示部に表示させ、振動原信号を用いた計量処理を行うとの選択入力操作を受け付けた場合、振動原信号を用いた計量処理を行うと判定し、振動原信号を用いた計量処理を行わないとの選択入力操作を受け付けた場合、振動原信号を用いた計量処理を行わないと判定してもよい。この場合、例えば表示部に表示された原信号及び振動原信号に関する比較についての情報を計量装置の使用者が参照することで、計量処理を振動原信号を用いて行うか否かを計量装置の使用者が入力部を介して選択することができる。

処理部は、原信号を所定のデジタルフィルタにてフィルタリング処理することによって得られる計量信号と、振動原信号をデジタルフィルタにてフィルタリング処理することによって得られる振動信号と、を生成し、計量信号に基づいて第１計量値候補を生成し、計量信号と振動信号とに基づいて第２計量値候補を生成し、第１計量値候補と第２計量値候補との比較を行い、比較の結果に基づいて判定処理を行ってもよい。この場合、外乱振動検出部の振動原信号を用いる方が適切か、あるいは外乱振動検出部の振動原信号を用いない方が適切かを、計量信号に基づいて生成される第１計量値候補と、計量信号と振動信号とに基づいて生成される第２計量値候補との比較の結果に基づいて判定することができる。

処理部は、上記比較として、第１計量値候補の波形の標準偏差のうち最も小さい第１標準偏差と、第２計量値候補の波形の標準偏差のうち最も小さい第２標準偏差とを比較してもよい。この場合、第１計量値候補の波形及び第２計量値候補の波形のうち、振幅のばらつき度合いが小さい方を、計量装置及びその周囲の状況に適するものとして採用することができる。

本開示によれば、物品の荷重についての計量処理を行う際に計量部の原信号に加えて外乱振動検出部の振動原信号を用いるか否かについて、計量装置の使用者の設定作業の負担軽減を図ることが可能となる。

実施形態に係る計量装置の概略構成図である。 制御部の機能的な構成を示す図である。 図１の計量装置の処理の一例を示すフローチャートである。 図１の計量装置の処理の他の例を示すフローチャートである。 変形例に係る計量装置の概略構成図である。

以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態に係る計量装置の概略構成図である。図１に示される計量装置１は、図１中の矢印の方向（以下、単に「搬送方向」とする）に測定対象物を搬送しながら計量する装置である。計量装置１は、例えば、生産ラインの最終ラインに配置される装置である。測定対象物は、例えば搬送方向に沿って延在する物品Ｐである。計量装置１は、搬送部２と、架台３と、計量部４と、操作部６と、ＡＦＶ（Anti Floor Vibration）セル（外乱振動検出部）１４と、を備える。

搬送部２は、物品Ｐを搬送方向に沿って搬送可能な搬送装置であり、例えばコンベアである。搬送部２は、例えば操作部６を介して指定された搬送速度にて、物品Ｐを搬送する。搬送速度は、操作部６を介して指定される。搬送部２は、第１コンベア部２ａと、第２コンベア部２ｂと、第３コンベア部２ｃとを備える。第１コンベア部２ａと、第２コンベア部２ｂと、第３コンベア部２ｃとのそれぞれは、例えば、ローラ、モータ等の回転体、及び搬送ベルトなどを有する。第１コンベア部２ａ、第２コンベア部２ｂ及び第３コンベア部２ｃは、搬送方向の上流側から順番に配置される。すなわち、第２コンベア部２ｂは、搬送方向において第１コンベア部２ａと第３コンベア部２ｃとの間に位置する。第１コンベア部２ａは、第２コンベア部２ｂに物品Ｐを搬入するコンベアである。第１コンベア部２ａは、例えば、図示しない金属検出機等を有してもよい。第２コンベア部２ｂは、第１コンベア部２ａから搬送された物品Ｐを第３コンベア部２ｃに搬入するコンベアである。第３コンベア部２ｃは、第２コンベア部２ｂから物品Ｐを搬出するコンベアである。第３コンベア部２ｃは、例えば、重量が適正範囲から逸脱している物品Ｐを振り分ける振分機（図示しない）を有する。

第２コンベア部２ｂには、計量部４が装着されている。このため、搬送部２にて搬送される物品Ｐは、第２コンベア部２ｂ上にて計量される。また、第２コンベア部２ｂの上流側及び下流側のそれぞれには、物品Ｐの有無を検知するセンサが設けられてもよい。この場合、物品Ｐの全体が第２コンベア部２ｂ上に位置しているか否かを容易に判断できる。

架台３は、計量部４を収容する部材であり、搬送部２の下方にて床Ｆに固定される。架台３は、計量部４及びＡＦＶセル１４を収容する本体３ａ、及び本体３ａと床Ｆとの間に位置する複数の脚３ｂを有する。図１においては、本体３ａは破線にて示される。

計量部４は、第２コンベア部２ｂ上に位置する物品Ｐの重量を計量する検出器であり、例えば搬送部２の中央部に位置する。計量部４は、負荷に応じた圧縮及び引張を受ける起歪体１１と、第２コンベア部２ｂ上に位置する物品Ｐを計量する計量セル１２とを備える。起歪体１１は、第２コンベア部２ｂを支持する可動剛体部１１ａと、架台３に固定される固定剛体部１１ｂとを有する。可動剛体部１１ａと固定剛体部１１ｂとのそれぞれは、例えば鉛直方向に延在する部材である。可動剛体部１１ａの一端は第２コンベア部２ｂの上流側端部に接続され、可動剛体部１１ａの他端は計量セル１２に接続される。固定剛体部１１ｂの一端は計量セル１２に接続され、固定剛体部１１ｂの他端は架台３の本体３ａに接続される。図示しないが、計量セル１２では、起歪体１１に貼着された複数のストレインゲージがホイートストンブリッジ回路に接続される。

ＡＦＶセル１４は、計量セル１２を含む計量装置１の外乱振動を検出する検出器である。ＡＦＶセル１４は、計量セル１２の固定剛体部１１ｂに設けられており、計量装置１が配置された床Ｆから計量装置１に伝わる振動や搬送部２（架台３に連結された第１コンベア部２ａ及び第３コンベア部２ｃ）の振動等を検出する。ＡＦＶセル１４は、計量部４が受ける外乱振動を検出し、この外乱振動に対応する振動原信号を出力する。

本実施形態では、計量部４は、起歪体１１、計量セル１２、及びＡＦＶセル１４に加えて、Ａ／Ｄ変換部を有する。計量セル１２は、起歪体１１から伝達される負荷に応じた電気信号を上記ホイートストンブリッジ回路から取り出す。この電気信号は、第２コンベア部２ｂに加わる力の計量成分に対応するアナログ原信号である。また、ＡＦＶセル１４から出力される振動原信号は、アナログ原信号である。これらのアナログ原信号は、Ａ／Ｄ変換部によってデジタル原信号及びデジタル振動原信号に変換される。計量部４は、当該デジタル原信号及びデジタル振動原信号を外部に出力する（以下、単に「原信号」及び「振動原信号」と記す）。これにより、計量部４から操作部６へ出力するデータ量を低減できる。

計量部４は、第２コンベア部２ｂに加わる力の計量成分に対応する原信号を出力する。計量成分とは、第２コンベア部２ｂに加わる力（負荷）の鉛直下向き方向の成分である。搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置していない場合、計量装置１によって発生する振動による力、及び、計量装置１の周囲によって発生する振動による力が、第２コンベア部２ｂに加わる。計量装置１によって発生する振動には、搬送部２の動作に伴う振動、物品Ｐが搬送部２に搬送されるときに生じる振動等が含まれる計量装置１の周囲によって発生する振動には、例えば、計量装置１が載置される床面から伝達される振動（床振動）等が含まれる。床振動は、例えば、計量装置１を含む物品Ｐの製造ラインに設置される装置、当該製造ラインには含まれていない装置等に起因した振動である。搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置している場合、計量装置１によって発生する振動による力、及び、計量装置１の周囲によって発生する振動による力に加えて、物品Ｐに働く重力による力が、第２コンベア部２ｂに加わる。

操作部６は、搬送部２及び計量部４を操作するための制御盤であり、例えば第２コンベア部２ｂの近傍に立設される。操作部６は、表示インターフェース７と、制御部８と、を有する。

表示インターフェース７は、制御部８から出力される表示情報を表示する部材（表示部）である。表示インターフェース７は、例えば、計量された物品Ｐの重量を示す計量値、物品Ｐの計量精度を示す精度情報、搬送部２の搬送速度、搬送方向に沿った物品Ｐの寸法、物品Ｐの搬送頻度、物品Ｐの計量ピッチ等を表示する。本実施形態では、表示インターフェース７は、外部入力部として機能するタッチパネル７ａを有する。これにより、表示インターフェース７が作業者（使用者）からの入力を受け付けると、入力内容を示す入力情報は、制御部８に出力される。入力情報は、例えば、搬送部２の搬送速度、搬送方向に沿った物品Ｐの寸法、物品Ｐの種類、物品Ｐの搬送頻度等に関するデータである。物品Ｐの搬送頻度は、例えば計量装置１の上流に位置する生産機の能力に基づいて設定される。

物品Ｐの計量値と、精度情報とのそれぞれは、計量部４から操作部６に出力される原信号に基づいて得られるデータである。また、物品Ｐの計量ピッチは、搬送部２の搬送速度、物品Ｐの上記寸法、物品Ｐの搬送頻度に基づき、制御部８によって算出される。

制御部８は、計量装置１に含まれる各部材を制御するコントローラであり、操作部６に内蔵される。制御部８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ(Read Only Memory)等によって構成される。制御部８は、例えば、表示インターフェース７を介して指定された搬送部２の搬送速度を制御する動作信号を、搬送部２へ出力する。また、例えば、第３コンベア部２ｃに振分機が設けられている場合であって、制御部８が物品Ｐの重量が予め設定された適正範囲から逸脱していると判断した場合、制御部８は、当該物品Ｐを振り分ける（ラインから除外する）ように、振分機に動作信号を出力する。制御部８は、計量装置１に含まれる各部材の制御だけでなく、各種信号の受信／演算／送信、及び各種信号の記録／読み出し等も実施する。制御部８による各種信号の演算の例として、物品Ｐの計量結果の導出が挙げられる。すなわち、制御部８は、原信号に少なくとも基づいて、搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置する場合の計量処理を行う処理部である。このため、制御部８は、例えば、搬送部２に制御信号を出力するための駆動回路、計量部４にて生成される原信号から物品Ｐの計量値を演算するための駆動回路、当該原信号から上記精度情報を演算するための駆動回路、各信号及び各情報を記憶する記憶回路等を有する。

図２は、制御部の機能的な構成を示す図である。図２に示されるように、制御部８は、受信部２１と、フィルタ部２２と、演算部２３と、出力部２４と、記憶部２５と、を有する。

受信部２１は、例えば、計量部４から出力される原信号及び振動原信号と、表示インターフェース７から送信される入力情報とを受信する部分である。受信部２１への原信号及び振動原信号の出力と、表示インターフェース７から受信部２１への入力情報の送信とのそれぞれは、有線を介して実施されてもよいし、無線を介して実施されてもよい。受信部２１は、原信号、振動原信号及び入力情報以外のデータを受信してもよい。

フィルタ部２２は、予め記憶される複数のデジタルフィルタを用いて、原信号及び振動原信号をフィルタリング処理する部分である。複数のデジタルフィルタのそれぞれは、予め定められた周波数を超える周波数成分を減衰させるローパスフィルタ、搬送部２に含まれる回転体の周波数のノイズを減衰させるノッチフィルタ（バンドストップフィルタ）等から構成される。すなわち、複数のデジタルフィルタの少なくとも一部を選択した場合、フィルタ部２２は、原信号及び振動原信号に対して多段階のフィルタリング処理を実施できる。各デジタルフィルタには、一又は複数のローパスフィルタ、一又は複数のノッチフィルタが含まれ得る。複数のデジタルフィルタのそれぞれは、互いに周波数帯の減衰量の異なるローパスフィルタを含んでもよいし、互いに異なる周波数帯を減衰させるノッチフィルタを含んでもよい。上記複数のローパスフィルタは、例えば特許５９０１１２６号等に記載される可変フィルタであってもよい。

フィルタ部２２は、搬送部２の動作中、且つ、物品Ｐの搬送中において、複数のデジタルフィルタのうち選択された一のデジタルフィルタを用いて、原信号及び振動原信号をフィルタリング処理する。そして、フィルタ部２２は、フィルタリング処理後の信号を生成する。フィルタ部２２は、フィルタリング処理後の信号として、選択された一のデジタルフィルタにて原信号をフィルタリング処理することによって得られる計量信号と、当該デジタルフィルタにて振動原信号をフィルタリング処理することによって得られる振動信号と、を生成する。

より詳しくは、フィルタ部２２は、搬送部２の動作中であって搬送部２によって物品Ｐが搬送されていないとき（以下、「搬送部２の空運転中」とも称する）に得られた原信号に対して複数のデジタルフィルタのそれぞれを適用する。換言すると、フィルタ部２２は、搬送部２の空運転中に、原信号に対して複数のデジタルフィルタのそれぞれを適用するフィルタリング処理を実施する。これにより、フィルタ部２２は、搬送部２の空運転中に得られた原信号に対して複数のデジタルフィルタのそれぞれを適用した結果となる複数の計量信号を生成する。

また、フィルタ部２２は、搬送部２の空運転中に得られた振動原信号に対して複数のデジタルフィルタのそれぞれを適用する。換言すると、フィルタ部２２は、搬送部２の空運転中に、振動原信号に対して複数のデジタルフィルタのそれぞれを適用するフィルタリング処理を実施する。これにより、フィルタ部２２は、搬送部２の空運転中に得られた振動原信号に対して複数のデジタルフィルタのそれぞれを適用した結果となる複数の振動信号を生成する。

本実施形態では、表示インターフェース７を介して指定された実施予定の搬送速度にて搬送部２を空運転したときに計量部４から出力される信号は、搬送部２の動作中であって搬送部２によって物品Ｐが搬送されていないときに得られる原信号及び振動原信号に相当する。例えば、複数のデジタルフィルタが第１フィルタ～第３フィルタを有する場合、上記原信号及び振動原信号に対して、第１フィルタ～第３フィルタのそれぞれにてフィルタリング処理を実施する。これにより、第１フィルタが適用されることによって得られる第１計量信号と、第２フィルタが適用されることによって得られる第２計量信号と、第３フィルタが適用されることによって得られる第３計量信号とが得られる。また、第１フィルタが適用されることによって得られる第１振動信号と、第２フィルタが適用されることによって得られる第２振動信号と、第３フィルタが適用されることによって得られる第３振動信号とが得られる。なお、振動信号の生成の際に用いるデジタルフィルタと、計量信号の生成の際に用いるデジタルフィルタとは、同じものが用いられてもよいし、異なるものが用いられてもよい。

なお、搬送部２が空運転中か否かは、作業者によって判断されてもよいし、自動で判断されてもよい。例えば、搬送部２が動作中であって、計量装置１に設けられる物品検知用のセンサの非検知状態が所定時間以上継続しているとき等に、搬送部２が空運転中であると自動で判断されてもよい。

フィルタ部２２は、得られた複数の計量信号及び複数の振動信号を演算部２３、記憶部２５等に出力する。

演算部２３は、入力された各種信号を演算処理する部分である。演算部２３は、搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置する場合において、フィルタ部２２から出力される計量信号に少なくとも基づいて物品Ｐの重量の値（計量値）を演算する計量処理を行う。ここでの演算部２３は、演算部２３は、搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置していない場合に出力される原信号及び振動原信号に基づいて、振動原信号を用いた計量処理を行うか否かの判定処理を行い、判定処理の判定結果に応じて計量処理を行う。

計量処理としては、例えば、計量セル１２の原信号のみを用いてＡＦＶセル１４の振動原信号は用いないで行う第１計量処理と、計量セル１２の原信号に加えてＡＦＶセル１４の振動原信号も用いて行う第２計量処理と、が含まれる。第１計量処理は、搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置する場合における計量信号のみを用いる計量処理である。第２計量処理は、搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置する場合における計量信号に加えて振動信号も用いる計量処理である。

ここでの演算部２３は、判定処理の判定結果に応じて自動的に計量処理の内容（第１計量処理か第２計量処理か）を選択する。より詳しくは、演算部２３は、判定処理の判定結果として振動原信号を用いた計量処理を行わないと判定した場合、振動原信号を用いないで第１計量処理を行う。一方、演算部２３は、判定処理の判定結果として振動原信号を用いた計量処理を行うと判定した場合、原信号及び振動原信号を用いて第２計量処理を行う。

演算部２３は、判定処理の一例として、計量信号のみに基づく第１計量値候補と、計量信号に加えて振動信号にも基づく第２計量値候補と、を生成し、第１計量値候補と第２計量値候補との比較を行い、比較の結果に基づいて判定処理を行う。第１計量値候補及び第２計量値候補は、演算部２３が計量処理を行うための物品Ｐの計量値の候補である。

具体的には、演算部２３は、第１計量値候補として、搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置する場合の計量信号そのものを用いる。また、演算部２３は、第２計量値候補として、計量信号から振動信号を所定の計算式に従って減算して、外乱振動に起因する計量信号の誤差を補正、すなわち計量信号から振動信号成分を除去した補正後の計量信号を生成する。つまり、演算部２３は、第２計量値候補として、搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置する場合の補正後の計量信号を用いる。このとき、演算部２３は、振動信号を含む項に所定の係数を加味し、計量信号から振動信号成分を除去する。所定の計算式としては、例えば下記式（１）を用いることができる。
Ｍ_ＡＦＶ＝Ｍ－ａ×（Ｓ－Ｓ_０） ・・・（１）

上記式（１）において、Ｍ_ＡＦＶは補正後の計量信号であり、Ｍは計量信号であり、Ｓは振動信号である。Ｓ_０は、Ｓの振動中心であり、例えばＡＦＶセル１４に応じて予め設定された値である。なお、Ｓ_０は、Ｓの平均値などから算出されてもよい。係数ａは、補正後の計量信号を最適化するための所定の係数である。係数ａは、例えば、複数のデジタルフィルタごとに補正後の計量信号の精度情報（第２計量値候補の精度情報）が最適となるように、所定の数値間隔の総当たり手法の探索により決定することができる。

精度情報は、例えば、第１計量値候補及び第２計量値候補に含まれる波形の振幅の標準偏差に基づいて算出される。この算出結果は、波形の振幅の標準偏差自体でもよいし、当該標準偏差に基づくパラメータでもよい。ここでの精度情報は、第１計量値候補及び第２計量値候補のそれぞれに含まれる波形の振幅の標準偏差である。

演算部２３は、第１及び第２計量値候補のうち精度情報がより良いものは何れかを判定し、より良いと判定した計量値候補を用いて物品Ｐの計量値を生成する。具体的には、演算部２３は、第１計量値候補の波形ごとの振幅の標準偏差を比較し、最も小さい標準偏差（第１標準偏差）を第１計量値候補を最適にするものとして選択する。同様に、演算部２３は、第２計量値候補の波形ごとの振幅の標準偏差を比較し、最も小さい標準偏差（第２標準偏差）を第２計量値候補を最適にするものとして選択する。

例えば、複数のデジタルフィルタが第１フィルタ～第３フィルタを有する場合、演算部２３は、第１フィルタを適用した第１計量値候補に含まれる波形の振幅の標準偏差と、第２フィルタを適用した第１計量値候補に含まれる波形の振幅の標準偏差と、第３フィルタを適用した第１計量値候補に含まれる波形の振幅の標準偏差とを算出する。続いて、演算部２３は、これら３つの標準偏差のうち、最も小さい値となる標準偏差を第１計量値候補を最適にする第１標準偏差として選択する。

同様に、演算部２３は、第１フィルタを適用した第２計量値候補に含まれる波形の振幅の標準偏差と、第２フィルタを適用した第２計量値候補に含まれる波形の振幅の標準偏差と、第３フィルタを適用した第２計量値候補に含まれる波形の振幅の標準偏差とを算出する。続いて、演算部２３は、これら３つの標準偏差のうち、最も小さい値となる標準偏差を第２計量値候補を最適にする第２標準偏差として選択する。

演算部２３は、第１標準偏差と第２標準偏差とを比較することで、第１及び第２計量値候補のうち精度情報がより良いものは何れかを判定する。すなわち、演算部２３は、比較として、第２標準偏差が第１標準偏差以下であるか否かを判定する。演算部２３は、第２標準偏差が第１標準偏差以下であると判定した場合、振動原信号を用いた計量処理を行うとの判定処理の判定結果となり、第２計量処理を行う。演算部２３は、第２標準偏差が第１標準偏差よりも大きいと判定した場合、振動原信号を用いた計量処理を行わないとの判定処理の判定結果となり、第１計量処理を行う。なお、精度情報がより良いと判定された第１又は第２計量値候補のデジタルフィルタとしては、複数の標準偏差のうち最も小さい値となる標準偏差が得られるデジタルフィルタが選択される。演算部２３は、選択されたデジタルフィルタに関する情報を記憶部２５に出力する。

第１及び第２計量値候補に含まれる波形は、計量装置１及びその周囲によって発生する振動を含む。当該振動は、物品Ｐの計量に対するノイズになる。このため、第１及び第２計量値候補に含まれる波形の振幅の標準偏差がより小さい第１及び第２計量値候補を用いる方が、物品Ｐの計量に対するノイズがより小さいと判断できる。

演算部２３は、より良いと判定した第１又は第２計量値候補を用いて生成した物品Ｐの計量値を出力部２４に出力する。ちなみに、演算部２３は、入力された搬送部２の搬送速度、物品Ｐの寸法及び搬送頻度によって物品Ｐの計量ピッチ（計量間隔）を演算する。演算部２３は、上記計量値に基づいて、物品Ｐの重量が予め設定された適正範囲から逸脱しているか否かを判断する。この判断結果に応じて、演算部２３は、例えば振分機に動作信号を出力する。

出力部２４は、例えば、制御部８にて生成される各種情報及び各種信号と、記憶部２５に記憶される各種情報及び各種信号を外部に出力する。出力部２４は、例えば、物品Ｐの計量値、精度情報及び計量ピッチなどを表示情報として表示インターフェース７に出力してもよい。出力部２４は、搬送部２の搬送速度を制御するための動作信号を搬送部２に出力し、振分機に対する動作信号を当該振分機に出力する。出力部２４から搬送部２への動作信号の出力等は、有線を介して実施されてもよいし、無線を介して実施されてもよい。

記憶部２５は、表示インターフェース７を介して入力される入力情報と、制御部８にて生成される各種情報及び各種信号とを記憶する。記憶部２５は、複数のデジタルフィルタを予め記憶する。記憶部２５は、精度情報がより良いと判定された第１又は第２計量値候補のデジタルフィルタ、及び、デフォルトのデジタルフィルタを記憶してもよい。

次に、図３を参照しながら計量装置１の制御部８による各処理について説明する。図３は、計量装置１の処理の一例を示すフローチャートである。図３の処理は、計量装置１の検査前に開始される。

まず、搬送部２の搬送速度を決定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、表示インターフェース７を介して搬送部２の搬送速度が指定される。このとき、作業者は、表示インターフェース７を介して搬送部２の搬送速度自体を入力してもよいし、物品Ｐの搬送頻度を入力してもよい。

物品Ｐが搬送されていない状態にて搬送部２を動作させたとき（搬送部２の空運転時）の原信号及び振動原信号を取得する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、例えば、計量部４は、物品Ｐを計量する前に指定された搬送速度にて搬送部２を約５秒間空運転させたときの原信号及び振動原信号を取得する。取得された原信号及び振動原信号は、制御部８に出力される。

取得された原信号及び振動原信号に対して、計量信号と振動信号との生成を行う（ステップＳ１３）。ステップＳ１３では、フィルタ部２２が、上記原信号及び振動原信号に対して複数のデジタルフィルタのそれぞれを適用してフィルタリング処理する。これにより、フィルタ部２２は、複数の計量信号と振動信号とを生成する。

生成された複数の計量信号と振動信号とを用いて、第１計量値候補及び第２計量値候補の生成を行う（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、例えば、計量信号そのものから第１計量値候補が生成され、計量信号と振動信号とに基づいて上記式（１）に従って第２計量値候補が生成される。

これにより、演算部２３は、計量信号に基づいて第１計量値候補を生成し、計量信号と振動信号とに基づいて第２計量値候補を生成する。更に、演算部２３は、第１計量値候補の波形ごとの振幅の標準偏差を比較し、最も小さい標準偏差を第１計量値候補を最適にする第１標準偏差として選択する。同様に、演算部２３は、第２計量値候補の波形ごとの振幅の標準偏差を比較し、最も小さい標準偏差を第２計量値候補を最適にする第２標準偏差として選択する。そして、第１及び第２計量値候補の比較を行う（ステップＳ１５）。ステップＳ１５では、演算部２３は、第１標準偏差と第２標準偏差とを比較することで、第１及び第２計量値候補のうち精度情報がより良いものは何れかを比較する。

第２標準偏差が第１標準偏差以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。演算部２３は、例えば、第２標準偏差が第１標準偏差以下であると判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、振動原信号を用いた計量処理を行うと判定し（ステップＳ１７）、原信号及び振動信号を用いて計量処理（第２計量処理）を実行する（ステップＳ１８）。一方、演算部２３は、第２標準偏差が第１標準偏差よりも大きいと判定した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、振動原信号を用いないで計量処理を行うと判定し（ステップＳ１９）、原信号を用いて（つまり原信号のみを用いて）計量処理（第１計量処理）を実行する（ステップＳ２０）。その後、図３の処理を終了する。

以上説明したように、計量装置１によれば、制御部８によって、搬送部２の動作中に第２コンベア部２ｂ上に物品Ｐが位置していない場合に（いわゆる空運転時に）出力される原信号及び振動原信号に基づいて、振動原信号を用いた計量処理を行うか否かが判定される。判定処理の判定結果に応じて、制御部８によって計量処理が行われる。これにより、計量部４の原信号に加えてＡＦＶセル１４の振動原信号を用いる方が適切か、あるいはＡＦＶセル１４の振動原信号を用いない方が適切かが、計量装置１及びその周囲の状況（例えば、計量装置１自体の振動、外部から計量装置１に伝達される振動等）に応じて制御部８の判定結果として得られるため、例えば計量装置１の設計者又は熟練者による設定作業を省くことが可能となる。したがって、上記計量装置１によれば、物品Ｐの荷重についての計量処理を行う際に計量部４の原信号に加えてＡＦＶセル１４の振動原信号を用いるか否かについて、計量装置１の使用者の設定作業の負担軽減を図ることが可能となる。

制御部８は、振動原信号を用いた計量処理を行うと判定した場合、原信号及び振動原信号を用いて計量処理を行い、振動原信号を用いた計量処理を行わないと判定した場合、振動原信号を用いないで計量処理を行う。これにより、制御部８の判定結果を利用して、制御部８が計量処理を行う際に振動原信号を用いるか否かを自動的に選択することができる。

計量装置１は、表示インターフェース７を更に備える。表示インターフェース７は、表示情報を表示する表示部として機能する。表示インターフェース７は、振動原信号を用いた計量処理を行うか否かを選択するための選択入力操作を受け付ける入力部として機能する。制御部８は、原信号及び振動原信号に関する比較についての表示情報を表示インターフェース７に表示させる。制御部８は、振動原信号を用いた計量処理を行うとの選択入力操作を表示インターフェース７が受け付けた場合、振動原信号を用いた計量処理を行うと判定する。制御部８は、振動原信号を用いた計量処理を行わないとの選択入力操作を表示インターフェース７が受け付けた場合、振動原信号を用いた計量処理を行わないと判定する。これにより、例えば表示インターフェース７に表示された原信号及び振動原信号に関する比較についての情報を計量装置１の使用者が参照することで、計量装置１の使用者が、計量処理を振動原信号を用いて行うか否かを表示インターフェース７を介して選択することができる。
制御部８は、原信号を所定のデジタルフィルタにてフィルタリング処理することによって得られる計量信号と、振動原信号をデジタルフィルタにてフィルタリング処理することによって得られる振動信号と、を生成し、計量信号に基づいて第１計量値候補を生成し、計量信号と振動信号とに基づいて第２計量値候補を生成し、第１計量値候補と第２計量値候補との比較を行い、比較の結果に基づいて判定処理を行う。これにより、ＡＦＶセル１４の振動原信号を用いる方が適切か、あるいはＡＦＶセル１４の振動原信号を用いない方が適切かを、計量信号に基づいて生成される第１計量値候補と、計量信号と振動信号とに基づいて生成される第２計量値候補との比較の結果に基づいて判定することができる。

制御部８は、上記比較として、第１計量値候補の波形の標準偏差のうち最も小さい第１標準偏差と、第２計量値候補の波形の標準偏差のうち最も小さい第２標準偏差とを比較する。これにより、第１計量値候補の波形及び第２計量値候補の波形のうち、振幅のばらつき度合いが小さい方を、計量装置及びその周囲の状況に適するものとして採用することができる。

以上、本開示に係る計量装置の実施形態及びその変形例について説明したが、本開示は、上記実施形態及び上記変形例に限定されない。

例えば、上記実施形態では、演算部２３は、判定処理の判定結果に応じて自動的に計量処理の内容を選択したが、計量処理を振動原信号を用いて行うか否かを計量装置１の使用者が入力部を介して選択してもよい。この場合、例えば、図４に示されるように、図３のステップＳ１６の処理がステップＳ１６Ａ～Ｓ１６Ｃの処理に置き換えられてもよい。なお、図４のステップＳ１６Ａ～Ｓ１６Ｃ以外の処理は、図３の処理のステップＳ１６以外の処理と同様であるため、重複する説明を省略する。

図４に示されるように、ステップＳ１６Ａでは、ステップＳ１５で行った比較についての表示情報の表示を行う。ステップＳ１６Ａでは、制御部８は、原信号及び振動原信号に関する比較についての表示情報を表示部に表示させる。例えば、出力部２４は、原信号及び振動原信号に関する比較についての表示情報として、第１標準偏差の値と第２標準偏差の値とをタッチパネル７ａに表示させてもよい。これにより、計量装置１の使用者に対して、第１及び第２計量値候補の何れがより適しているかの判断を促すことができる。

ステップＳ１６Ｂでは、選択入力操作の受付けを行う。ステップＳ１６Ｂでは、出力部２４は、例えば、計量装置１の使用者がタッチ操作可能なボタン画像等をタッチパネル７ａに表示させてもよい。これにより、計量装置１の使用者が、振動原信号を用いた計量処理を行うとの選択入力操作と、振動原信号を用いた計量処理を行わないとの選択入力操作と、の何れかを行うことが可能となる。演算部２３は、タッチパネル７ａのボタン画像等をタッチする操作がなされた場合、計量装置１の使用者による選択入力操作の受付けを行う。

ステップＳ１６Ｃでは、選択入力操作を受付けた際、振動原信号を用いた計量処理を行うとの選択入力操作があったか否かを判定する。演算部２３は、振動原信号を用いた計量処理を行うとの選択入力操作を受け付けた場合（ステップＳ１６Ｃ：ＹＥＳ）、振動原信号を用いた計量処理を行うと判定し（ステップＳ１７）、原信号及び振動原信号に基づいて計量処理（第２計量処理）を実行する（ステップＳ１８）。

一方、演算部２３は、振動原信号を用いた計量処理を行わないとの選択入力操作を受け付けた場合、すなわち選択入力操作を受付けた際に振動原信号を用いた計量処理を行うとの選択入力操作はないと判定した場合（ステップＳ１６Ｃ：ＮＯ）、振動原信号を用いないで計量処理を行うと判定し（ステップＳ１９）、原信号を用いて（つまり原信号のみを用いて）計量処理（第１計量処理）を実行する（ステップＳ２０）。その後、図４の処理を終了する。

上記実施形態では、計量セル１２及びＡＦＶセル１４を１個ずつ備える計量装置１を例示したが、例えば、図５に示される計量装置１Ａのように変形することができる。計量装置１Ａの説明において、上記実施形態と重複する箇所の説明は省略する。したがって以下では、上記実施形態と異なる箇所を主に説明する。

図５は、変形例に係る計量装置１Ａの概略構成図である。図５に示されるように、計量装置１Ａは、搬送方向に沿って長尺の物品Ｐ１の重量を計量するための装置であり、第１計量部４Ａ及び第２計量部５Ａを有する。第１計量部４Ａは、第２コンベア部２ｂの上流側に位置する。第２計量部５は、第２コンベア部２ｂの下流側に位置し、起歪体３１と計量セル３２とを有する。起歪体３１は、起歪体１１と同様に、第２コンベア部２ｂを支持する可動剛体部３１ａと、架台３に固定される固定剛体部３１ｂとを有する。

搬送部２の動作中であって搬送部２によって物品Ｐ１が搬送されていないとき、制御部８のフィルタ部２２は、例えば、第１計量部４Ａから出力された第１原信号と、第２計量部５から出力された第２原信号とのそれぞれに対して、複数のデジタルフィルタのうち一のデジタルフィルタを選択する。この場合、第１原信号に基づいて選択されるデジタルフィルタと、第２原信号に基づいて選択されるデジタルフィルタとは、互いに同一でもよいし、互いに異なってもよい。この場合、搬送部２の動作中であって搬送部２によって物品Ｐ１が搬送されていないとき、第１計量部４Ａから出力される原信号をフィルタリング処理して得られる計量信号と、第２計量部５から出力される原信号をフィルタリング処理して得られる計量信号とを合算する。これにより得られた合算計量信号に基づいて第１計量値候補が算出され、上記実施形態と同様の処理が行われる。

もしくは、制御部８のフィルタ部２２は、例えば、第１計量部４Ａから出力された第１原信号と、第２計量部５から出力された第２原信号との合算原信号に対して、複数のデジタルフィルタのうち一のデジタルフィルタを選択する。この場合、制御部８は、まず、第１計量部４Ａから出力された第１原信号と、第２計量部５から出力された第２原信号とを合算した合算原信号を生成する。そして、演算部２３は、当該合算原信号に対して、複数のデジタルフィルタのうち一のデジタルフィルタを選択する。この場合、搬送部２の動作中であって搬送部２によって物品Ｐ１が搬送されていないとき、第１計量部４Ａから出力される原信号と、第２計量部５から出力される原信号とを合算する。これに得られた合算原信号をフィルタリング処理して得られるプレ計量信号が算出される。また、制御部８の演算部２３は、合算原信号をフィルタリング処理して得られる計量信号に基づいて、第１計量値候補を生成し、第１計量値候補を用いて上記実施形態と同様の処理が行われる。

また、第１計量部４Ａは、起歪体１１及び計量セル１２に加えて、第１ＡＦＶセル（外乱振動検出部）１４Ａを有する。第１ＡＦＶセル１４Ａは、外乱振動を検出し、この外乱振動に対応する第１振動原信号を出力する。第１ＡＦＶセル１４Ａから出力される第１振動原信号は、アナログ信号である。第１振動原信号は、例えば、第１ＡＦＶセル１４Ａに含まれるＡ／Ｄ変換装置によってアナログ／デジタル変換される。

第２計量部５Ａは、第１計量部４Ａと同様に、起歪体３１及び計量セル３２に加えて、第２ＡＦＶセル（外乱振動検出部）３４を有する。第２ＡＦＶセル３４は、計量セル３２を含む計量装置１の外乱振動を検出する部材であり、固定剛体部３１ｂに設けられる。第２ＡＦＶセル３４は、床Ｆから計量装置１Ａに伝わる振動、搬送部２の振動等を検出する。第２ＡＦＶセル３４は、外乱振動を検出し、この外乱振動に対応する第２振動原信号を出力する。第２ＡＦＶセル３４から出力される第２振動原信号は、アナログ信号である。第２振動原信号は、例えば、第２ＡＦＶセル３４に含まれるＡ／Ｄ変換装置によってアナログ／デジタル変換される。

デジタル変換された第１振動原信号及び第２振動原信号のそれぞれに対しては、デジタル変換された第１振動原信号及び第２振動原信号が合算された後、フィルタ部２２にて合算された信号に対してフィルタリング処理が実施されてもよい。もしくは、デジタル変換された第１振動原信号及び第２振動原信号のそれぞれに対して、対応するＡ／Ｄ変換装置にてプレフィルタリング処理が実施され、プレフィルタリング処理が実施された第１振動原信号及び第２振動原信号が合算された後、フィルタ部２２にて合算された信号に対してフィルタリング処理が実施されてもよい。以上に示したいずれかの手法にてフィルタリング処理が実施された合算信号を、上記実施形態の振動信号として取り扱うことで、上記実施形態と同様にして補正後原信号を生成することができる。

以上説明したような計量装置１Ａにおいても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、計量装置１Ａによれば、搬送方向に沿って長尺の物品Ｐ１の重量を精度よく計量できる。

上記実施形態及び上記変形例では、精度情報は、原信号及び振動原信号に対してデジタルフィルタを適用して得られる波形の振幅の標準偏差に基づいて算出されるが、これに限られない。例えば、精度情報は、原信号及び振動原信号に対してデジタルフィルタを適用して得られる波形の任意の点の値に基づいて算出されてもよい。また、例えば、精度情報は、原信号及び振動原信号に対してデジタルフィルタを適用して得られる波形の振幅の微分値の標準偏差に基づいて算出されてもよい。この算出結果は、波形の振幅の微分値の標準偏差自体でもよい。これらの場合、計量装置に物品を搬送するときに生じる振動の影響を小さくできる。したがって、計量装置及びその周囲の状況に適したデジタルフィルタの自動選択がよりされやすくなる。もしくは、精度情報は、原信号及び振動原信号に対してデジタルフィルタを適用して得られる波形の振幅の二次微分値の標準偏差に基づいて算出されてもよい。この算出結果は、波形の振幅の二次微分値の標準偏差自体でもよい。あるいは、精度情報は、上記波形の振幅の最大値から当該振幅の最小値を減じることによって、算出されてもよい。この場合、精度情報を容易に算出できる。

上記実施形態及び上記変形例では、計量部は、デジタル信号を原信号及び振動原信号とし、外部に出力するが、これに限られない。計量部は、取得したアナログ信号を外部に出力してもよい。この場合、例えば制御部がアナログ信号をデジタル変換してもよい。また、外乱振動検出部としては、上記実施形態及び上記変形例のようなＡＦＶセルに限定されるものでなく、計量部が受ける外乱振動に対応する振動原信号を出力するものであれば、変位、力、又は加速度などを検出するセンサでもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、原信号と振動原信号との双方に基づいて計量処理を行うか、振動原信号を用いないで原信号にのみ基づいて計量処理を行うか、の何れかであったが、これに限定されない。例えば、振動原信号を用いる場合として、原信号と振動原信号とは異なる追加の信号を考慮して計量処理を行ってもよいし、原信号と振動原信号との双方を用いる場合において振動原信号の反映度合いを、振動原信号を用いない場合と比べて高めるようにした計量処理を行ってもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、計量信号に基づいて第１計量値候補を生成し、計量信号と振動信号とに基づいて第２計量値候補を生成したが、第１及び第２計量値候補の生成は必須ではない。例えば、原信号を所定のデジタルフィルタにてフィルタリング処理することによって得られる計量信号を１つだけ生成し、振動原信号を当該デジタルフィルタにてフィルタリング処理することによって得られる振動信号を１つだけ生成し、これらの比較を行い、比較の結果に基づいて判定処理を行ってもよい。

１，１Ａ…計量装置、２…搬送部、３…架台、４…計量部、４Ａ…第１計量部、５Ａ…第２計量部、６…操作部、７…表示インターフェース、８…制御部、１１，３１…起歪体、１１ａ，３１ａ…可動剛体部、１１ｂ，３１ｂ…固定剛体部、１２，３２…計量セル、１４…ＡＦＶセル、１４Ａ…第１ＡＦＶセル、２１…受信部、２２…フィルタ部、２３…演算部、２４…出力部、２５…記憶部、３４…第２ＡＦＶセル、Ｐ，Ｐ１…物品。

Claims (4)

1. 物品を搬送可能な搬送部と、
   前記搬送部に加わる力の計量成分に対応する原信号を出力する計量部と、
   前記計量部が受ける外乱振動に対応する振動原信号を出力する外乱振動検出部と、
   前記原信号に少なくとも基づいて、前記搬送部の動作中に前記搬送部上に前記物品が位置する場合の計量処理を行う処理部と、を備え、
   前記処理部は、
   前記搬送部の動作中に前記搬送部上に前記物品が位置していない場合に出力される前記原信号及び前記振動原信号に基づいて、前記原信号を複数の所定のデジタルフィルタにてフィルタリング処理することによって得られる複数の計量信号と、前記振動原信号を複数の所定のデジタルフィルタにてフィルタリング処理することによって得られる複数の振動信号と、を生成し、
   複数の前記計量信号に基づいて第１計量値候補を生成し、複数の前記計量信号と複数の前記振動信号とに基づいて第２計量値候補を生成し、
   前記第１計量値候補と前記第２計量値候補との比較を行い、前記比較の結果に基づいて前記振動原信号を用いた前記計量処理を行うか否かの判定処理を行い、前記判定処理の判定結果に応じて前記計量処理を行う、計量装置。
2. 前記処理部は、
   前記振動原信号を用いた前記計量処理を行うと判定した場合、前記原信号及び前記振動原信号を用いて前記計量処理を行い、
   前記振動原信号を用いた前記計量処理を行わないと判定した場合、前記振動原信号を用いないで前記計量処理を行う、請求項１に記載の計量装置。
3. 表示情報を表示する表示部と、
   前記振動原信号を用いた前記計量処理を行うか否かを選択するための選択入力操作を受け付ける入力部と、を更に備え、
   前記処理部は、
   前記原信号及び前記振動原信号に関する比較についての前記表示情報を前記表示部に表示させ、
   前記振動原信号を用いた前記計量処理を行うとの前記選択入力操作を受け付けた場合、前記振動原信号を用いた前記計量処理を行うと判定し、
   前記振動原信号を用いた前記計量処理を行わないとの前記選択入力操作を受け付けた場合、前記振動原信号を用いた前記計量処理を行わないと判定する、請求項１に記載の計量装置。
4. 前記処理部は、前記比較として、前記第１計量値候補の波形の標準偏差のうち最も小さい第１標準偏差と、前記第２計量値候補の波形の標準偏差のうち最も小さい第２標準偏差とを比較する、請求項３に記載の計量装置。

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